一種在人造物品上製作所需標記的浸注染料成套用具的製作方法

2023-04-29 15:38:26

專利名稱：一種在人造物品上製作所需標記的浸注染料成套用具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及對物品施加標記的系統及其方法，尤其涉及對諸如高爾夫球等的人造物品施加標誌、符號、標籤、圖案、標識、商標、數字以及其他標記的系統及其方法。
背景技術：
產品設計師和製造商經常需要對諸如高爾夫球等的人造物品施加標誌、符號、標籤、圖案、標識、商標、數字和其他標記。就高爾夫球而言，傳統方法包括在球表面上塗覆油墨的移印(pad printing)、噴墨印刷(ink-jet printing)和其他方法。就這些傳統方法而言，由於標記是作為塗層施加在高爾夫球表面之上，因而這些標記容易在使用中磨損。此外，由於標記是施加在球的外表面之上，因而其磨損速度比球的外表面本身的磨損速度更快。為了改進標記的磨損特性，已研發出升華印刷(sublimation printing)工藝，其通過加熱和加壓，使油墨升華並進入物品的表面。加熱和加壓需要將固體的染料微粒轉化為氣體或氣化狀態，以使氣態染料滲透並粘結在物品的表面。Gosetti的專利號為6，935，240的美國專利公開了升華印刷的一個實例，其通過加熱和加壓使升華的油墨擴散進入組件的表面，以在高爾夫球上形成標識。說明書將升華定義為從固體染料微粒到氣體或氣化狀態的轉化。0』 Brien的專利號為6，004，900的美國專利公開了升華工藝的另一個實例，其是一種針對由複合材料製成的物品的升華染色工藝。0』 Brien公開了一種具有嵌入在複合材料混合物中的纖維最外層(outermost ply of fibers)的複合材料物品，其中所述複合材料混合物具有一定數量的光學的光顏料，並且其上施加了可見的顯著的升華印記。 O'Brien工藝在光學的光纖維_樹脂複合材料的最外層表面上施加升華印刷，以形成標識。 與Gosetti相同，0』 Brien公開了通過加熱和加壓使升華的染料轉移至複合物外表面。除了升華工藝，另外一種將油墨施加於塑料物品表面中的製造工藝，通常是指浸注染色(infusion dyeing)。典型地，就浸注染色而言，是將塑料物品浸泡在染料溶液中， 染料滲透塑料的表面，從而停留在塑料分子間，而不是形成表面塗層。因此，這種浸注染色不容易被擦拭掉。這種染色方法是被研發用來將顏色施加於塑料部件，而不必在成型和製造工藝中給塑料原料增加著色劑，從而在降低製造成本的同時允許定製化的或小批量的上色。染色效果可以通過在染料溶液中消耗的時間來控制。Witman的公開號為2007/0256255的美國申請公開了浸注染色的一個實例，其通常是指有塗層的物品的染色。上層(或稱為「覆蓋層」(superstrate))固定接合在物品下層(或稱為「底層」(substrate))的至少一部分上，以形成有覆蓋層的物品(coated article)。下一步，在著色染料能夠浸入(infuse)上層中的條件下，將含染料的著色材料系統(coloring dye-containing material system)施加到具有覆蓋層的物品上。具體而言，在染料能夠擴散(diffuse)至上層中的條件下，首先將聚合物覆蓋層(即，上層)施加至目標，然後使上層開始接觸含(i)水、(ii)載體、(iii)染料和(iv) 二醇的材料系統。Witman公開了使上層接觸含水的材料系統的浸沒技術(immersion techniques)，其包括浸蘸(dipping)、噴塗(spraying)和流塗(或稱為「澆塗」 (flow coating)) 0Pyles等的公開號為2009/0089942的美國申請和Pyles等的專利號為6，733，543 的美國專利公開了浸注染色的其他實例，其中公開了給塑料物品著色的方法。公開的浸注染料施加方法涉及浸泡塑料物品，比如浸蘸、噴塗、淋塗(curtaining，使零件穿過染料水簾)、流塗、旋轉塗覆(spin applying)和浸沒染色(immersion dyeing)。用於標記物品的傳統方法，例如升華油墨工藝和浸注染色，可以合併至整個製造工藝中，以生產出最終的產品。然而，這些技術典型地需要大量的裝置和製造條件，從而不便於提供製造後的設置。升華油墨工藝需要施加相當大的高溫和高壓，這使得最終產品常常無法承受，並且超出了最終用戶的能力。同樣地，傳統的浸注染色工藝需要特別的裝置來適應完全浸泡的施加方法(例如，浸蘸、噴塗、淋塗，流動塗覆、旋轉塗覆和浸沒染色)。因此，這些傳統的方法不適於對製造後的商品進行標記。製造商常常希望，使用戶在購買時或購買後能夠對其製造的商品進行標記或進行其他個性化的設置，從而使用戶能夠定製製造後的物品。例如，高爾夫球用戶常常希望給高爾夫球添加公司名稱和商標，以使高爾夫球個性化。並且，典型地，對個性化高爾夫球的需求量無法進行大規模的製造。因此， 還需要一種能夠對小批量製造後設置的物品進行標記的系統及其方法。

實用新型內容本實用新型的實施例提供對物品進行標記的方法和系統，其利用浸注染料選擇性地施加到諸如高爾夫球等的塑料部件表面。這種選擇性施加的浸注染料混入物品表面中， 從而形成一種耐磨標記，其磨損速率與標記浸入的塑料表面或覆蓋層的磨損速率相同。本實用新型的目的之一在於提供一種在人造物品上製作所需標記的方法，包括如下步驟提供與所需標記的形狀對應的染色墊；向所述染色墊施加浸注染料；向所述浸注染料施加激活溶液，以形成浸注染料混合物；使所述染色墊接觸所述人造物品的外表面的離散區域；將與所述人造物品的外表面接觸的所述染色墊保持在室內溫度和壓強下，持續足夠長的時間以允許所述浸注染料混合物打開所述外表面的材料的聚合結構，並允許所述浸注染料滲透進所述外表面並在所述物品的底層內形成所需標記；以及從所述外表面移除染色墊。另一方面，所述激活溶液可以包括水和酒精中的一種。另一方面，所述向浸注染料施加激活溶液的步驟可以包括在所述染色墊中儲存所述激活溶液，通過可破壞的分隔物將所述激活溶液與所述浸注染料分隔開；以及破壞所述分隔物。另一方面，所述儲存激活溶液的步驟可以包括將所述激活溶液儲存在可破壞的囊中。另一方面，所述儲存激活溶液的步驟可以包括將所述激活溶液容納於防滲透的可破壞的層中。[0023]另一方面，所述人造物品可以包括高爾夫球。另一方面，最終用戶可以完成所述向浸注染料施加激活溶液，所述使染色墊接觸外表面，所述保持染色墊與外表面接觸，以及所述移除染色墊。另一方面，所述提供與所需標記的形狀對應的染色墊的步驟可以包括顯示多個可選的標記；接收來自用戶從多個可選的標記中對所需標記的選擇；以及根據所需標記的形狀成形染色墊。另一方面，所述提供與所需標記的形狀對應的染色墊的步驟可以包括讓用戶創建所需標記的定製標記；以及根據所述定製標記的形狀成形加工染色墊。另一方面，所述提供與所需標記的形狀對應的染色墊的步驟可以包括接收來自最終用戶對所述物品的識別；根據所述識別來確定所述物品的表面特徵；以及在所述染色墊的接觸面上形成與所述物品的表面特徵互補的特徵。另一方面，所述物品可以包括高爾夫球，其中所述識別包括與高爾夫球相關的製造商和模型，以及其中表面特徵包含與所述高爾夫球的製造商和模型有關的凹坑式樣。另一方面，該方法可以進一步包括在所述染色墊的接觸面形成表面特徵，其中所述表面特徵配置為與被所述染色墊接觸的所述物品的外表面上的表面特徵相匹配。另一方面，所述使染色墊接觸人造物品的外表面的離散區域的步驟可以包括提供其大小和形狀能夠接收所述物品的模具，以在所述模具和所述物品之間擠壓所述染色墊。本實用新型的另一方面在於，提供一種在人造物品上製作所需標記的浸注染料成套用具，所述成套用具包括浸注染料；以及染色墊，其形狀對應所需標記，並且接觸所述人造物品的外表面的離散區域，其中所述染色墊配置為吸收所述浸注染料；其中所述浸注染料配置為由激活溶液激活，以形成浸注染料混合物，從而在室內溫度和壓強下，打開所述外表面的材料的聚合結構，允許所述浸注染料滲透進所述外表面並在所述染色墊接觸的所述人造物品的底層內形成所需標記。另一方面，所述激活溶液可以包括水和酒精中的一種。另一方面，所述激活溶液可以包含在所述染料墊中，並所述激活溶液與所述浸注染料由可破壞的分隔物分隔開。另一方面，所述可破壞的分隔物可以包括可破壞的囊。另一方面，所述染色墊可以包括內部結構，其配置為當給所述染色墊施加作用力時能夠刺穿所述可破壞的分隔物。另一方面，浸注染色成套用具可以進一步包括位於所述染色墊的第一側面的防滲透的背襯，和位於與所述染色墊的第一側面相對的第二側面的可移除的覆蓋層。另一方面，所述染色墊包括接觸面，其配置為接觸所述人造物品和與所述接觸面相對的外表面，其中所述浸注染色成套用具還可以包括在所述外表面上的粘附層，其中所述粘附層配置為粘合在所述人造物品的表面並且相對所述人造物品的表面擠壓所述染色墊。另一方面，所述人造物品可以包括高爾夫球。另一方面，所述染色墊可以包括分隔物，其將所述染色墊的第一部分與所述染色墊的第二部分分隔開，以便施加於所述第一部分的第一染料與施加於所述第二部分的第二染料不發生混合。[0040]另一方面，所述物品可以包括高爾夫球，並且其中與所述高爾夫球的表面接觸的所述染色墊的表面包括凸起，所述凸起與所述高爾夫球的對應凹坑相配合。另一方面，所述浸注染料成套用具還可以包含模具，所述模具與所述人造物品的形狀相匹配，其中所述浸注染色成套用具配置為在所述模具和所述物品之間擠壓所述染色墊。另一方面，所述人造物品可以包含高爾夫球，並且其中所述染色墊的彎曲與所述高爾夫球的整個表面彎曲相匹配。另一方面，與所述人造物品接觸的所述染色墊的表面是使用提示的顏色和圖案進行預先標記。本實用新型的另一方面在於，提供一種用於在高爾夫球上製作所需標記的浸注染料成套用具的方法。該方法可以包括如下步驟接收用戶對所需標記的指示和對需要標記的高爾夫球的識別；根據所述所需標記和所述需要標記的高爾夫球的識別製作染色墊；向用戶提供所述染色墊、浸注染料和激活溶液；以及在染色墊上向用戶提供將所述浸注染料和所述激活溶液混合成浸注染料混合物的說明，以及將所述染色墊應用於所述高爾夫球。另一方面，所述向用戶提供染色墊、浸注染料和激活溶液的步驟可以包括用所述浸注染料和所述激活溶液中的一個充滿所述染色墊而將另一個容納在可破壞的分隔物中， 以及其中所述說明用於解釋如何破壞可破壞的分隔物。另一方面，接收用戶對所需標記的指示的步驟可以包括接收從多個可選的標記中的一個選擇，和接收由所述用戶設計的定製標記。另一方面，所述高爾夫球的識別可以包括所述高爾夫球的型號，以及其中製作所述染色墊的步驟包括確定所述高爾夫球的型號的凹坑式樣，並製作與具有凸起的所述染色墊的接觸面，而所述凸起與所述高爾夫球的型號的凹坑式樣相匹配。通過查閱下述附圖和詳細說明，對於本領域技術人員來說，本實用新型的其他系統、方法、特徵和優點將會或將變得顯而易見。所有這些其他系統、方法、特徵和優點都應包括在該說明書和實用新型內容中，包括在本實用新型的保護範圍內並受權利要求的保護。

參照下述附圖和說明可以更好的理解本實用新型。附圖中的原件並非必須要符合比例，而是著重說明本實用新型的原理。而且，在附圖中，相同的附圖標記在不同視圖中表示相同的部件。圖1是對物品施加標記的系統的示例性實施例的等距示意圖。圖2是具有層結構的染色墊(dye pad)的示例性實施例的橫截面示意圖。圖3是能夠施加雙色圓形標記的墊的示例性實施例的等距示意圖。圖4是形成字母圖案的染色墊的示例性實施例的等距示意圖。圖5是具有凸起部分(raised portion)和環繞所述凸起部分的凹陷部分 (recessed portion)的染色墊的示例性實施例的等距示意圖。圖6是具有帶凸出部(projections)的接觸面的染色墊的示例性實施例的等距示意圖，其中所述凸出部可以與需要標記的物品外表面上的互補凹陷部相配合。圖7是施加標記系統的示例性實施例的透視示意圖，其中所述系統具有使染色墊保持在物品表面上的粘附層。圖8是在激活的浸注染料已經滲透表面並標記在下層之後，與物品表面接觸的染色墊的示例性實施例的橫截面示意圖，圖9是一流程圖，示出了對物品施加標記的方法的示例性實施例。
具體實施方式
實施例提供了對物品選擇性施加標記的浸注染色系統及其方法。選擇性施加可以在更大的物品表面內進行孤立地或不連續地標記。圖1是對物品施加標記的系統100的示例性實施例的等距視圖。在一實施例中， 系統100可以是墊子的形式，例如斑紋(patch)墊或花紋(tattoo)墊。為了清楚地說明， 下文具體說明論述了優選實施例；然而，應當牢記的是本實用新型還可以採取其他形式施加墊子，例如使用板片、印章或者壓輥。因此，儘管本文討論了特定墊子的益處，但是本實用新型應當被認為能夠廣泛地適用於能夠吸收和/或傳遞染料的任意材料和/或成分。如圖1所示，系統100可以包括染色墊102、背襯(backing) 104以及可移除的覆蓋層106。染色墊102可以被配置為能夠吸收適用於浸注染色工藝的染料。染色墊102還可以包括激活溶液108，在使用系統100之前，最好通過分隔物將所述激活溶液108與染色墊 102分隔開。分隔物可以是可破壞的容器，例如是一個囊或多個微型囊。分隔物還可以包含一個或多個環繞層，所述環繞層是一種防滲透、可破壞的材料，其後面容納有激活溶液。圖 2作為一實例，示出了具有層結構的染色墊200的橫截面圖，其中激活溶液208容納在上層 210、下層212和側板214之間。在上層210和下層212與激活溶液218分別相對的另外兩側上，染色墊200可以包括充滿染料的上部216和下部218。可選擇地，染色墊可以不採用如圖2所示的兩個層210、212和兩個部分216、218，而是改用一個單獨的防滲透層，來將激活溶液與充滿染料的染色墊的單獨部分分隔開。將染料與染色墊中的激活溶液分隔開，使得標記施加系統以隨時可用的狀態被製造、儲存、封裝以及出售。例如，當染色墊與需要標記的物品接觸時，在需要時，最終用戶可以激活浸注染料。最終用戶通過破壞用來分隔激活溶液和浸注染料的分隔物，來激活浸注染料。例如，當需要容納在囊或微型囊、或者介於層之間的激活溶液時，最終用戶可以對染色墊施加足夠破壞分隔物的作用力，例如擠壓(pressing)、扭轉(twisting)、捏合 (kneading)或摺疊(folding)。在一些實施例中，標記施加系統可以包括用於刺穿分隔物的裝置(provisions)。 例如，可以使用諸如叉子或刀子等分離工具，穿透充滿浸注染料的染色墊的外部，並刺穿該染色墊內的分隔物。在這類實施例中，染色墊的外部可以由這樣的材料製成，即該材料可以很容易地被穿透並隨後大致恢復成原來的形狀以封閉刺穿孔，因而所述染色墊的外部含有激活溶液，使得所述激活溶液能夠擴散至整個染色墊。適用於染色墊外部的材料可以包括彈性材料或自我修復材料，所述彈性材料例如是記憶泡沫(如，聚氨酯)，所述自我修復材料例如是自我修復聚合物和纖維增強聚合物複合材料。除用於刺穿分隔物的外部裝置之外，染色墊還可以包括諸如位於墊內的尖狀結構等的內部裝置，當給所述染色墊施加特別的作用力時這類內部裝置能夠刺穿分隔物。例如，染色墊可以包括其內含有尖三角結構 (pointed triangular structure)的可變形囊(flexiblecapsule)，從而當所述可變形囊被擠壓時，其可以被三角結構的銳角刺穿。可選擇地，作為使用物理的分隔物來分隔激活溶液和浸注染料的替代方式，激活溶液可以與浸注染料一起散布在整個染色墊中，但是所述激活溶液只有被暴露在空氣中時才能激活所述浸注染料。在這種情況下，可以在準備使用前密封染色墊。在使用過程中，可以移除覆蓋層以將染色墊暴露於空氣中，同時所述染色墊會與物品接觸，從而以此來施加所需要的標記。在其他實施例中，可以在使用染色墊時施加激活溶液染色墊。例如，充滿浸注染料的染色墊可以與儲存在分離的容器內的激活溶液配合使用。當準備使用所述施加標記系統時，將激活溶液施加於染色墊，同時使所述染色墊與需要標記的物品相接觸。例如，可以按照如下方式將激活溶液施加於染色墊通過在所述染色墊上塗刷激活溶液；通過在所述染色墊上噴塗激活溶液；通過使用其他墊子、泡沫刷子、或棉籤(swab) 將激活溶液塗抹在所述染色墊上、通過將所述染色墊浸泡於激活溶液中；或者，通過將激活溶液施加於需要標記的物品的某一區域上並使所述染色墊接觸該區域染色墊。可選擇地，還可以對調染料和激活溶液的施加方式，從而可以首先使染色墊充滿激活溶液，然後在使用時將染料施加於所述染色墊。在其他實施例中，提供空的染色墊，而將浸注染料和激活溶液裝在分離的容器中。 在使用時，可以將浸注染料和激活溶液施加於染色墊。然後使含有激活的浸注染料的染色墊接觸需要標記的物品。在使用過程中(相對於製造過程中)，能夠使浸注染料施加於染色墊，這就允許最終用戶定製由所述染色墊產生的標記的外觀，例如在圖案和色彩方面。在一實施例中，用戶可以選擇所需圖案和色彩徒手將染料施加於染色墊。在另一實施例中，墊的上表面可以預先標有提示的色彩和圖案，例如使用標線、輪廓線和符號。然後，最終用戶可以將通過符號所示的不同顏色的染料施加在通過標線和輪廓線表示的區域內。為了定製化的染色墊，浸注染料可以提供多種色彩選擇，以適應個體需求和愛好。標記施加系統還可以包括在染色墊的某些區域內用於人工施加浸注染料和/或激活溶液的裝置。例如，圖3示出能夠施加雙色圓形標記的染色墊300的等距視圖。所述染色墊300可以包括防滲透的分隔物302，其將染色墊300的外部304與染色墊300的內部306分隔開，並定義出圓形標記。用戶可以在內部306中施加第一著色染料，並且在外部 304中施加不同的第二著色染料。分隔物302將不同的著色染料分隔開，以避免它們之間發生混合併產生不需要的顏色變化。當然，分隔物302可以具有不同的形狀和位置，以提供其他設計，並且可以包括額外的連續部分或分開部分，從而進一步將染色墊300分為額外的部分，以產生所需標記。可以排列將染料墊分隔成多個部分的分隔物，以產生任一需要的標記，例如，字母、數字、商標、圖標和圖畫，然後用戶可以根據自己的喜好給其上色。在另一個實施例中，染色墊可以形成所需的標記。例如，染色墊的邊緣可被塑造成能夠產生所需標記的形狀。圖4示出一示例性染色墊402的等距視圖，所述染料墊402的外形為字母圖案，在該實例中為「ABC」字母圖案。一方面，在製造過程中，可以將染色墊切割成所需的標記。另一方面，可以提供常規形狀的染色墊，例如矩形、方形或圓形，用戶可以將其切割或衝壓成所需的特定標記。例如，具有字母或數字形狀的衝模具或衝壓模具可以將常規形狀的染色墊加工所需要的字母或數字。另一方面，可以提供多個獨立的染色墊，其中每個墊分別形成圖案、單個數字或字母，用戶可以將其排列成所需的圖案、數字、詞語或它們的組合。可選擇地，作為將染色墊的邊緣切割所需標記(如圖4中的染色墊402所示)的代替，染色墊可以包括凸起或隆起部分，所述凸起或隆起部分界定出所需標記，並且由染色墊的凹陷或較低部分圍繞。圖5示出了根據本實施例的示例性染色墊500的等距視圖，其中所述染色墊具有提供所需標記的凸起部分510和圍繞所述凸起部分510的凹陷部分512。 就這種結構而言，用戶可以方便地僅對凸起部分510施加染料，而不在凹陷部分512上施加染料。再次參照圖1，標記施加系統100還可以包括保護和處理染色墊的裝置、和在需要標記的產品上對準和定位染色墊的裝置。如圖1所示，系統100可以包括可移除的覆蓋層 106，其在準備使用之前用來保護和密封染色墊102的接觸面110。覆蓋層106可以防止浸注染料或激活溶液的蒸發，並且避免在所述染色墊102與需要標記的物品接觸前無意地標記目標物體。標記施加系統100還可以包括背襯104，其可以牢固地粘附於染色墊102，可以密封染色墊102的背面，並可以提供一種固定標記施加系統100的結構。為了提供適合的處理，背襯104可以比染色墊102更堅硬，並且可以延伸出如圖1所示的染色墊102的邊緣。為了能夠與需要標記的物品的表面均勻地接觸和對準，一些實施例可以在染色墊 102的接觸面110上提供表面特徵，這些表面特徵分別與需要標記的物品的表面特徵相互配合。例如，可以在染色墊102的接觸面110和需要標記的物品的外表面上設置相應的凸起和凹陷，這樣可以確保這兩個表面在需要標記的整個區域上相互接觸，從而使染料均勻地施加於物品，並使所施加的染料儘可能在覆蓋和不透明性方面不發生改變。相應的凸起和凹陷還可以確保染色墊102與需要標記的物品準確地對準，以便將標記施加於物品的所需位置和排列。作為一實例，圖6示出了染色墊600的等距視圖，該染色墊600具有帶凸起614的接觸面610，這些凸起614可以與需要標記的物品的外表面上的互補凹陷相互配合。例如， 凸起614可以設置在需要標記的高爾夫球的相應形狀和位置的凹坑中，以確保均勻地接觸凹坑內部並圍繞所述凹坑。儘管圖6示出了位於簡單的矩形墊600上的凸起614，但是所述凸起還可以包含在呈特定圖案形狀的染色墊(例如，圖4中的染色墊40 的接觸面中，以使得能夠更好地接觸具有與凸起對應的凹陷的物品(如高爾夫球)。在另一實施例中，染色墊本身是彎曲的或其他形狀的，以與需要標記的物品的輪廓線相匹配。在一種實施方式中，染色墊可以預先形成有與高爾夫球的凹坑式樣和整體表面的彎曲相匹配的形狀、彎曲和凸起。如上所述，使染色墊的形狀匹配物品的表面輪廓和特徵，有助於實現均勻地接觸， 並且可以使其充分地將標記施加於物品。然而，在與需要標記的物品接觸的染色墊的定位中，優選將染色墊物理性均勻按壓至物品表面，以促使染料經過標記的整個區域一致地轉移至物品表面。在一實施例中，可以由最終用戶手動固定染色墊並對其進行按壓。在另一實施例中，施加標記系統100可以包括用於將染色墊固定和按壓在物品表面上的設備。例如， 在染色墊與物品表面接觸之後，可將所述物品放置在與其形狀相匹配的模具中，以便在模型和物品之間擠壓染色墊。物品重量或模具重量(取決於哪一個在上面)可以提供足夠的作用力來保持染色墊均勻地擠壓在物品表面上。也可以使用夾具(clamps)、鉗具(vises) 或其他固定裝置將染色墊擠壓在需要標記的物品表面上。作為一實施例，圖7示出了具有粘附層716的施加標記系統700，其中所述粘附層 716將染色墊702固定在物品720的表面上，在本實例中所述物品是高爾夫球。如圖7所示，粘附層716可以是透明的，以便透過粘附層716觀察該染色墊702及其定位和狀態。與物品702面對的粘附層716的側面可以全部由粘合劑覆蓋。或者，如圖7中的實例所示，粘合劑可以選擇性地施加在與物品702面對的粘附層716的側面。例如，如圖7所示，可以將粘合劑施加在沿粘附層716邊緣的條狀區域719中。通過將粘附層716粘合至物品720的表面，使得粘附層716具有沿染色墊的向下拉力(pulled down around)，以將染色墊702擠壓在物品720的表面並與其形成穩固地接觸，而無需用戶人工擠壓染色墊702。粘附層716 可以向染色墊702施加持續的作用力，以將所述染色墊702相對物品720擠壓足夠長的時間，以確保浸注染料滲透並標記在物品720的表面上。圖8示出了在激活的浸注染料滲透表面804並在底層上形成標記之後，與物品806 的表面804接觸的染色墊802的橫截面圖。如圖8所示，物品806(例如，高爾夫球)具有第一透明覆蓋層808和位於其下的基礎層(underlying layer) 810，例如其可以是塗料或注塑成型的塑料。浸注染料在基礎層810上面和內部形成標記812。由於標記812存在於表面804之下，所以標記812不容易被擦拭掉，並且比施加在表面804之上的標記更持久。考慮到上述施加標記系統，圖9示出了對物品施加標記的示例性的方法900的流程圖。如圖9所示，如步驟901，所述方法開始於給染色墊提供與所需標記對應的形狀。染色墊可以被製造成所需的形狀並提供給用戶，或者作為選擇，由用戶自己加工成所需的形狀。如步驟902，將浸注染料施加於染色墊。浸注染料可以包含水性溶液和表面激活劑。染色墊可以製造成充滿浸注染料的墊子，或者作為選擇，用戶可以在使用時給染色墊施加浸注染料。如步驟904，浸注染料可以由激活溶液來激活。激活溶液可以製作成染色墊的一部分，例如，所述激活溶液可以包含在染色墊內並由諸如囊、多個微型囊或容納層等的分隔物將其與浸注染料分隔開。在這種情況下，可以通過破壞分隔物允許激活溶液與浸注染料接觸，用以激活浸注染料。激活溶液還可以與浸注染料分散在染色墊中，並且通過與空氣接觸來激活，在這種情況下，可以將覆蓋層從染色墊上移除以使該染色墊暴露在空氣中。還可以在使用時，例如，通過將激活溶液噴塗、塗刷或塗抹在墊上的方法，單獨地將激活溶液施加於染色墊。激活浸注染料的步驟還可以包括首先，將激活溶液施加於染色墊；然後，再施加浸注染料。如步驟906，可以使染色墊接觸人造物品的外表面。可以在浸注染料激活之前或之後，使染色墊接觸物品的外表面。例如，當染料和/或激活溶液是在染色墊被製造後再施加於該染色墊，而非在染色墊中預先就含有所述激活溶液和/或激活溶液時，在這樣的實施例中，在染色墊接觸物品之前，可以先使染料和激活溶液彼此接觸。當製造的染色墊中含有染料和激活溶液時，在這樣的實施例中，染色墊可以首先放置在物品上，在此之後，例如通過用足夠破壞染色墊中的、將浸注染料和激活溶液分隔開的分隔物(例如，微型囊)的作用力，相對物品擠壓染色墊，從而釋放激活溶液以激活浸注染料。作為選擇，可以首先破壞(例如，通過彎曲、摺疊、擠壓、碾壓或扭曲染色墊)將激活溶液和浸注染料分隔開的分隔物，然後使染色墊接觸物品表面。如步驟908，在室內條件下(例如室內溫度和壓強)可以使染色墊接觸人造物品的外表面，通過放置足夠長的時間，以使激活的浸注染料滲透所述物品的外表面。可選地，在該時間內，可以向染色墊施加作用力，以相對物品的外表面擠壓染色墊，從而確保染色墊和物品外表面之間均勻接觸，和確保染料向物品外表面中的持續轉移。如上述實例所述，可以由用戶人工施加作用力，或者由諸如模具、夾具、鉗具等的單獨裝置、或粘附層施加作用力， 以沿著染色墊將其向下牽拉並使所述染色墊與物品外表面粘合。如步驟910，可以從外表面上移除染色墊。由於染料浸入物品的外表面，從而在物品上留下了標記。可選地，可以擦拭或清洗物品外表面，除去任何多餘的浸注染料或激活溶液。例如，物品可以用去離子水清洗，然後乾燥。雖然圖9示出了特定順序下的步驟901-910，但是，正如上述步驟的描述中包括的一些實例的解釋，其他實施例也可以用不同的順序實現這些步驟。作為另一實例，將染色墊設置成與所需標記對應的形狀的步驟901，可以在給染色墊施加浸注染料之後進行。例如， 可以向最終用戶提供充滿浸注染料的染色墊，然後該用戶將染色墊切割成與所需標記對應的形狀。除了不同的順序，圖9中描述的示例性步驟實質上還可以同時進行。例如，如果首先向染色墊施加激活溶液，然後是染料，那麼激活浸注染料的步驟904可以與向染色墊施加浸注染料的步驟902同時進行。此外，在其它實施例中，可以重複對物品施加標記的方法，可以向同一物品或向多個不同物品施加多個標記。例如，可以重複使用標記施加系統，以便使用相同的標記施加系統向多個物品施加相同的標記。在這樣的情況下，染色墊可以配置為包含足夠的染料和激活溶液，以向所有的物品施加標記，或者可以配置為接收根據需要補充的染料和激活溶液。 此外，不同的施加標記系統可以用於向相同的物品施加不同的標記。在實施例中，施加標記系統中使用的染料和激活溶液是適用於浸注染色工藝的， 並且能夠與製造所需標記的物品的材料相兼容。優選地，激活溶液能夠與染料和物品的材料相互作用，以打開物品的材料分子之間的間隙，從而使染料滲透並擴散至底層。用於浸注染色的激活溶液在溫和(mild)條件下既可以使染料分解，又可以促進染料分子向物品底層進行擴散。通過提供一種允許染料分子向底層快速擴散的打開的聚合結構，激活溶液可以使底層膨脹。專利號為6，733，543的美國專禾丨』，公開號為2007/0256255，公開號為 2008/0098536(其轉讓給了本實用新型的受讓人)以及公開號為2009/0089942的美國專利申請公開了適合的染料和激活溶液的非限制性的實例，包括溶劑，這些專利/申請全部引用於此。其他適合的染料和激活溶液的非限制性的實例也可以從塑料製件的浸注染色的 AURA技術中得到，該技術是由位於賓夕法尼亞州匹茲堡的拜耳材料科學有限公司(BAYER MATERIAL SCIENCE LLC)研發的。在一實施例中，浸注染料可被施加於這種高爾夫球，其具有透明的聚氨酯外塗層， 和不透明聚氨酯塗料的底層、或下面著色的注塑塑料(例如，用二氧化鈦染色)。激活溶液可以包括水和/或其他溶劑(例如，酒精)，以打開透明覆蓋底層的聚合結構，從而允許染料向底層擴散。當激活溶液是水時，浸注染料可以是水溶性的染料，例如染料可以是諸如含氧亞烴基取代生色團(alkyleneoxy-substituted chromophore)的液體染料，如專利號為4，284，729、4，460，690、4，732，570和4，812，141的美國專利中的描述。浸注染料還可以是可溶解於除水之外的溶劑的染料，除水之外的溶劑例如是有機溶劑(例如酒精)。合適的染料可以包括靜態染料(static dyes)，其中所述靜態染料包括分散性染料(例如， 分散性藍色#3、分散性藍色#14、以及分散性紅色#17)；直接染料(例如，溶劑藍35、溶劑綠3、以及吖啶橙基(Acridine Orange Base))；不溶於水的偶氮染料(water-insoluble azo)、二苯胺(diphenylamine)和蒽醌(anthraquinone)的混合物；酸性染料；非遊走性 (non-migratory)靜態染料(例如，如美國專利號為 4，284，729,4, 460，690,4, 732，570 和 4，812，141的專利所公開的)。在一實施例中，染料和激活溶液混合在一起時，可以包含染料、水、載體溶劑和二醇的混合物，例如，如公開號為2007/0256255的美國申請中的描述。在一實施例中，染料或激活溶液還可以包括表面激活劑或乳化劑，其保持不相溶的液體或固體處於懸浮狀態(例如，染料和水)。適合的乳化劑可以包括離子的、非離子的或它們的混合物。在另一實施例中，染料或激活溶液還可以包括從紫外線穩定劑、增光劑、 脫模劑、防靜電劑、熱穩定劑、紅外輻射吸收劑和抗菌劑中至少一個中選擇性能加強的添加劑。基於上述對物品施加標記的系統和方法，進一步的實施例可以包括根據用戶需求和喜好來定製施加於物品的標記的裝置。在一實施例中，用戶可以從多個預先設計好的標記中選擇一個標記，例如從出現在列印目錄中或顯示在網際網路站上的。在另一實施例中，用戶可以設計自己的標記，例如，徒手或利用個人的設計軟體，或者利用網際網路站提供的軟體工具。通過網站工具，用戶可以將預先設計的字符、字母、圖畫或其他圖像排列設置成用於標記的定製設計。網站工具還可以使用戶能夠上傳定製設計，例如公司商標，用以合併成或作為標記的設計。無論是從預先設計還是由用戶定製設計的標記中選擇，一旦設計完成，便可以根據設計製造染色墊。在一實施例中，染色墊可以以匹配設計的方式加工成形，並且可以與單獨的染料和激活溶液一起提供給用戶，染料和激活溶液由用戶添加至墊。在另一實施例中， 染料和/或激活溶液可以先包含在定製成形的染色墊中，然後再提供給用戶。在一實施例中，除接收用戶從預先設計的標記或定製設計的標記中的選擇外，標記施加系統的製造商還可以從來自用戶對需要施加標記的物品的描述中接收信息。利用這種方式，製造商可以使墊適合地匹配需要標記的物品的表面輪廓和特徵。例如，對於高爾夫球來說，用戶可以確認需要標記的球的製造商和型號，然後標記施加系統的製造商可以利用該信息，來設計並生產出具有與需要標記的球的凹坑式樣匹配的凸起的染色墊。用戶還可以詳細說明標記的位置和對準，以便染色墊可以進一步被定製成符合特定的位置和排列 (例如，沿球的具體部分或凹坑式樣)。在接收關於需要標記的物品的信息中，標記施加系統的製造商還可以設計並提供模具、夾具、鉗具或向需要標記的物品擠壓著色墊的其他裝置。例如，給高爾夫球施加標記時，用戶可以詳細說明球的直徑，製造商可以利用該信息提供適當尺寸和形狀的適合球的模型。總的來說，在一些實施例中，染料可以局部地滲透、或擴散至諸如高爾夫球的人造物品的塑料外表面中。通過將染色墊僅離散地施加至物品的外表面的一部分上，標記施加系統及其方法可以無需使物品浸入染池(dye bath)來施加標記。染料的浸注取決於使染料浸注塑料表面的載體溶劑，其可以在室內條件下完成，從而避免更複雜的升華印刷工藝， 而該升華印刷卻需要相當高的高溫和高壓來獲得升華油墨的氣相，以滲透表面。在一實施例中，浸注染色墊可以包括用於單一色彩的染料，其形成用以提供諸如商標設計的形狀。染色墊還可包括具有多種色彩的染料混合物，其在注入高爾夫球或其他物品的塑料部分時，可以形成更複雜的設計「花紋」，並且可以包括附屬墊，用於設計不同的色彩或部分。這些設計例如可以是標誌、符號、商標或形狀。由於染料滲透至塑料中，因此標記具有高持久性。墊中的染料可以通過使用水、酒精或其他載體溶劑來激活，這些可以包含在墊內，或者單獨地添加至斑紋。在一實施例中，在高爾夫球上施加設計的方法可以包括將染色墊擠壓在高爾夫球的外部塑料部分上，向接觸區域注入包含在染色墊內的染料溶液，並且在墊-球的接觸區域的高爾夫球的外表面上提供設計的鏡像。在幾秒鐘至幾分鐘或更長的時間後，可以移走墊。該方法可以包括在製造後由用戶或其他人，如高爾夫球專賣店職員，在高爾夫球上施加染料。該方法還包括用戶創建的定製設計，其可以製成定製化的染色墊，作為他們的設計的鏡像。浸注染色技術使得染料滲透進塑料表面。顏色的深度可以由物品與染料和激活溶液接觸的時間的長度控制。由於已經包含進塑料中，所以顏色不會被擦拭掉。因此，浸注染色可以允許在物品已經鑄模完成或製造完成後，經濟地定製物品的標記。雖然已經描述了本實用新型的各種實施例，但是本說明書的意圖是作為示例性的，而不是限制，並且對於本領域技術人員來說顯而易見的是，本實用新型範圍內的更多的實施例和實施方式都是可能的。因此，本實用新型僅受權利要求和權利要求的等同範圍的限制。而且，可以在權利要求的保護範圍內做出各種修改和改變。進一步地，在描述代表性的實施例時，說明書已經以特定的步驟順序提出了方法和/或工藝。然而，在某種程度上講，該方法或工藝並不依賴於此處提出的特定的步驟順序，該方法或工藝不應受所描述的特定的步驟順序的限制。因為本領域技術人員應當理解， 其他的步驟順序是可能的。因此，說明書中提出的特定的步驟順序不應解釋為對權利要求的限制。此外，針對方法和/或工藝的權利要求不應限制在以書面表述的順序來執行它們的步驟，並且本領域技術人員能夠容易地理解，順序是可以改變的，並且仍然不超出本實用新型的精神和保護範圍。
權利要求1.一種在人造物品上製作所需標記的浸注染料成套用具，其特徵在於，所述成套用具包括浸注染料；以及染色墊，其形狀對應所需標記，並且接觸所述人造物品的外表面的離散區域，其中所述染色墊配置為吸收所述浸注染料；其中所述浸注染料配置為由激活溶液激活，以形成浸注染料混合物，從而在室內溫度和壓強下，打開所述外表面的材料的聚合結構，允許所述浸注染料滲透進所述外表面並在所述染色墊接觸的所述人造物品的底層內形成所需標記。
2.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，其中所述激活溶液包括水和酒精中的一種。
3.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，其中所述激活溶液包含在所述染料墊中，並所述激活溶液與所述浸注染料由可破壞的分隔物分隔開。
4.根據權利要求3所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，其中所述可破壞的分隔物包括可破壞的囊。
5.根據權利要求3所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，其中所述染色墊包括內部結構，其配置為當給所述染色墊施加作用力時能夠刺穿所述可破壞的分隔物。
6.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，還包括位於所述染色墊的第一側面的防滲透的背襯，和位於與所述染色墊的第一側面相對的第二側面的可移除的覆蓋層ο
7.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，其中所述染色墊包括接觸面，其配置為接觸所述人造物品和與所述接觸面相對的外表面，其中所述浸注染色成套用具還包括在所述外表面上的粘附層，其中所述粘附層配置為粘合在所述人造物品的表面並且相對所述人造物品的表面擠壓所述染色墊。
8.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，其中所述人造物品包括高爾夫球。
9.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，其中所述染色墊包括分隔物，其將所述染色墊的第一部分與所述染色墊的第二部分分隔開，以便施加於所述第一部分的第一染料與施加於所述第二部分的第二染料不發生混合。
10.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，其中所述物品包括高爾夫球，並且其中與所述高爾夫球的表面接觸的所述染色墊的表面包括凸起，所述凸起與所述高爾夫球的對應凹坑相配合。
11.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，還包含模具，所述模具與所述人造物品的形狀相匹配，其中所述浸注染色成套用具配置為在所述模具和所述物品之間擠壓所述染色墊。
12.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，其中所述人造物品包含高爾夫球，並且其中所述染色墊的彎曲與所述高爾夫球的整個表面彎曲相匹配。
13.根據權利要求1所述的浸注染料成套用具，其特徵在於，與所述人造物品接觸的所述染色墊的表面是使用提示的顏色和圖案進行預先標記。
專利摘要本實用新型公開了一種在人造物品上製作所需標記的浸注染料成套用具，一方面包含提供與所需標記對應成形的染色墊；向染色墊施加浸注染料；向浸注染料施加激活溶液，從而形成浸注染料混合物；與物品的外表面的不連續區域接觸放置染色墊；將與物品的外表面接觸的染色墊保持在室內溫度和壓強下，持續足夠長的時間以允許浸注染料混合物打開外表面的聚合結構，並允許浸注染料滲透外表面並在物品的底層內形成所需標記；以及從外表面移除染色墊。本實用新型還公開了一種浸注染色裝置和提供該裝置的方法。
文檔編號A63B45/02GK202047292SQ20112002030
公開日2011年11月23日 申請日期2011年1月21日 優先權日2010年1月21日
發明者布拉德雷·C·塔特馬克 申請人:耐克國際有限公司